CN108447749B - 引弧与跑弧结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及低压电器领域，具体涉及一种引弧与跑弧结构，其包括与静触头相连的静跑弧道、与动触头配合的动跑弧道、上极板以及下极板，上极板和下极板平行设置且间距为d，静跑弧道设置在上极板和下极板之间且与动跑弧道相对设置，静跑弧道包括凸向动跑弧道且与静触头相连的静跑弧道弧形部；所述动触头在其最大开距处，由动触头的末端向静跑弧道弧形部引切线，切线与静跑弧道弧形部相切于切点b，动触头的末端与切点b的间距为r，以切点b为圆心且以r为半径作圆C0，圆C0与动跑弧道相交于点e，点e与下极板的垂直距离为d1，d1≤d/4；本发明实现了电弧的快速跳转，避免电弧对灭弧室产生严重烧蚀。

Description

引弧与跑弧结构
技术领域
本发明涉及低压电器领域，具体涉及一种引弧与跑弧结构。
背景技术
现有的开关电器中，如微型断路器产品，通常通过触头分断、熄灭电弧的方式来实现故障电流的分断，微型断路器的灭弧过程主要包括以下几个阶段：触头打开产生电弧、电弧拉长跳转、跑弧、灭弧室内燃弧和熄弧，其中，电弧的跳转和跑弧过程对整个故障电流的分断至关重要。
现有的引弧与跑弧结构，在分断故障电流过程中，电弧的跳转较困难，对短路电流的限流能力不足，从而使分断过程中的电弧的能量较高，易对灭弧室产生严重烧蚀。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种引弧与跑弧结构，实现了电弧的快速跳转，避免电弧对灭弧室产生严重烧蚀。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种引弧与跑弧结构，其包括与静触头1相连的静跑弧道5、与动触头2配合的动跑弧道3、与静跑弧道5配合的上极板6以及与动跑弧道3配合的下极板4，上极板6和下极板4平行设置且间距为d，静跑弧道5设置在上极板6和下极板4之间且与动跑弧道3相对设置，静跑弧道5包括凸向动跑弧道3且与静触头1相连的静跑弧道弧形部51；
所述动触头2在其最大开距处，由动触头2的末端向静跑弧道弧形部51引切线，切线与静跑弧道弧形部51相切于切点b，动触头2的末端与切点b的间距为r，以切点b为圆心且以r为半径作圆C0，圆C0与动跑弧道3相交于点e，点e与下极板4的垂直距离为d1，d1≤d/4。
优选的，所述动触头2一端枢转安装，另一端设置动触点，静触头1一端设置与动触点配合的静触点，动触头2转动带动动触点周向转动，使动触点与静触点闭合/断开；
所述静触头1的设有静触点的一端与静跑弧道弧形部51相连，动触头2打开至最大开距处时，动跑弧道3上端位于动触头2的末端下方与其相对配合，下端与下极板4折弯相连。
优选的，所述静跑弧道5包括静跑弧道直形部50和静跑弧道弧形部51，静跑弧道弧形部51一端与静触头1相连，另一端与静跑弧道直形部50相连，静跑弧道直形部50的自由端向上极板6的方向延伸。
优选的，所述动跑弧道3为折线形结构，包括动跑弧道竖直部31和动跑弧道倾斜部32，动跑弧道倾斜部32一端与动跑弧道竖直部31相连，另一端与下极板4相连，动跑弧道竖直部31的自由端与动触头2的末端配合；
或者，所述动跑弧道3为弧形结构，其上端与动触头2的末端配合，下端与下极板4相连。
优选的，还包括一端与动跑弧道3相连的导电板30，动跑弧道3和导电板30整体成倒置的V字形结构，导电板30另一端与双金属片相连。
优选的，所述静触头1包括静片10以及设置在静片10下端的静触点11，静片10成之字形结构，包括第一竖直板、与第一竖直板钝角相连的第一连接板以及与第一连接板钝角相连的第一触点板，第一竖直板与第一触点板平行设置，第一触点板上设有静触点；
所述动触头2包括触头支持、与触头支持相连的动触桥以及设置在动触桥下端的动触点，动触头2打开至最大开距处时，动触桥末端与动跑弧道3上端对应配合。
优选的，所述静跑弧道5和动跑弧道3配合形成一喇叭形的电弧通道，电弧通道的入口端与动触头2、静触头1配合，电弧通道的出口端与灭弧室8配合，灭弧室8设置在上极板6和下极板4之间。
优选的，所述灭弧室8包括相对设置的两个灭弧室支板，两个灭弧室支板之间设有多片间隔设置的灭弧栅片。
优选的，所述上极板6一侧设置与动触头2配合的电磁脱扣机构，电磁脱扣机构包括U字形的轭铁9。
本发明的引弧与跑弧结构，其上极板和下极板平行设置且间距为d，动触头位于其最大开距处，由动触头末端向静跑弧道弧形部引切线，切线与静跑弧道弧形部相切于点b，以动触头末端与点b的间距r为半径，以点b为圆心作圆C0，圆C0与动跑弧道相交于点e，点e与下极板的垂直距离为d1,d1≤d/4，有利于显著提高电弧跳转的速度，抬升电弧电压，形成有效的限流，降低电弧能量，避免灭弧室被严重烧蚀。
附图说明
图1是本发明引弧与跑弧结构的结构示意图；
图2是本发明引弧与跑弧结构的各部分的位置关系示意图；
图3是本发明引弧与跑弧结构中，动/静触头分离后产生电弧的示意图；
图4是本发明电弧在引弧与跑弧结构中移动的示意图。
具体实施方式
以下结合附图1-4给出的实施例，进一步说明本发明的引弧与跑弧结构的具体实施方式。本发明的引弧与跑弧结构不限于以下实施例的描述。
本发明引弧与跑弧结构，其包括与静触头1相连的静跑弧道5、与动触头2配合的动跑弧道3、与静跑弧道5配合的上极板6以及与动跑弧道3配合的下极板4，上极板6和下极板4平行设置且间距为d，静跑弧道5设置在上极板6和下极板4之间且与动跑弧道3相对设置，静跑弧道5包括凸向动跑弧道3且与静触头1相连的静跑弧道弧形部51；
所述动触头2打开至其最大开距处，由动触头2的末端向静跑弧道弧形部51引切线，切线与静跑弧道弧形部51相切于点b，动触头2的末端与切点b的间距为r，以切点b为圆心且以r为半径作圆C0，圆C0与动跑弧道3相交于点e，点e与下极板4的垂直距离为d1，d1≤d/4。
现有的开关电器中，如微型断路器产品，通常通过触头分断、熄灭电弧的方式来实现故障电流的分断，微型断路器的灭弧过程主要包括以下几个阶段：动触头打开产生电弧、电弧拉长跳转、跑弧、灭弧室内燃弧和熄弧，其中，电弧的跳转和跑弧过程对故障电流的整个分断过程至关重要。
本发明的引弧与跑弧结构，其上极板和下极板平行设置且间距为d，动触头打开至其最大开距处，由动触头末端向静跑弧道弧形部引切线，切线与静跑弧道弧形部相切于点b，以动触头末端与点b的间距r为半径，以点b为圆心作圆C0，圆C0与动跑弧道相交于点e，点e与下极板的垂直距离为d1，d1≤d/4，有利于显著提高电弧跳转的速度，抬升电弧电压，形成有效的限流，降低电弧能量，避免灭弧室被电弧严重烧蚀。
如图1-4为本发明引弧与跑弧结构的一个实施例。
如图1和2所示，本发明的引弧与跑弧结构，包括与静触头1相连的静跑弧道5、与动触头2配合的动跑弧道3、与静跑弧道5配合的上极板6以及与动跑弧道3配合的下极板4。
所述上极板6和下极板4平行设置且二者的间距为d，上极板6一侧设置与动触头2配合的电磁脱扣机构，静跑弧道5、静触头1的设有静触点的一端均设置在上极板6和下极板4之间，静跑弧道5一端与静触头1下端相连，另一端向左上方折弯且向上极板6的方向延伸，动跑弧道3下端与下极板4相连，上端与动触头2的末端配合。
所述静跑弧道5和动跑弧道3配合形成一个喇叭形的电弧通道，其入口端的宽度小于其出口端的宽度，电弧通道的入口端与静触头1、动触头2配合，出口端与灭弧室8配合。
所述动触头2打开至其最大开距处时，从动触头2的末端(点a)向静跑弧道5的静跑弧道弧形部51引切线，切线与静跑弧道弧形部51相切于点b，点a与点b的间距为r，以点b为圆心且以r为半径作圆C0，圆C0与动跑弧道3相交于点e，点e与下极板4的垂直距离为d1，d1≤d/4。
如图3所示，所述动/静触头中流过故障电流时，电磁脱扣机构驱动动触头2打开(或者双金属片驱动动触头打开)，静触头1和动触头2分离产生电弧，电弧随动触头2的打开被不断拉长，使静弧根沿静跑弧道运动至点b(新静弧根)，动弧根(即图3中的a点)随动触头的打开向动跑弧道3移动，由于在动/静触头分离过程中产生大量能量，电弧迅速膨胀，并在电磁力和气动力的作用下将高温空气等离子体推至动/静触头下方，将动静触头下方区域迅速加热至气体电离温度，如图4所示，动弧根沿动跑弧道3迅速移动并在动跑弧道3上形成新动弧根，新动弧根的在动跑弧道3上的形成位置遵循就近原则，即新动弧根形成在动跑弧道3上的与新静弧根距离最近的点(即图4中的c点)，点b与点c的间距<点b与点a的间距，因此有利于动弧根由点a移动至点c。由于动触头2打开至其最大开距处时，由动触头2的末端点a向静跑弧道5的静跑弧道弧形部51引切线，切线与静跑弧道弧形部51相切于点b，点a和点b之间的间距为r，以点b为圆心且以r为半径作圆C0，圆C0与动跑弧道3相交与点e，点e与下极板4的垂直距离为d1，d1≤d/4。大量实验表明，当点a、点b、点e、d、d1满足上述关系时，电弧的跳转更快，提高了电弧的跳转速度，形成有效限流，降低新电弧能量，避免电弧对灭弧室造成严重烧蚀。
优选的，在结构允许的情况下，d1/d的值越小，电弧跳转的速度越快。
以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明引弧与跑弧结构作进一步说明。
如图1-4所示，所述静触头1包括静片10和设置静片10上的静触点11，静片10包括与上极板6相连的第一连接板以及与第一连接板钝角相连的第一触点板，第一触点板上设有静触点，第一触点板设置在上极板6和下极板4之间。所述动触头2包括触头支持、安装在触头支持上的动触桥以及设置在动触桥下端与静触点配合的静触点，触头支持上端枢转安装，动触头2转动带动动触点周向运动，使动触点和静触点闭合/断开。
如图1-4所示，所述静跑弧道5为鱼钩形结构，包括静跑弧道直形部50和静跑弧道弧形部51，静跑弧道弧形部51一端与静片10的第一触点板下端相连，另一端与静跑弧道直形部51相连，使静跑弧道5和第一触点板整体成V字形结构，静跑弧道直形部50向左上方折弯，且其自由端向上极板6延伸并与上极板6之间存在间隙。
如图1-4所示，所述上极板6包括上极板平直部60以及与上极板平直部60相连的上极板连接部61，上极板连接部61为L字形结构，一端与上极板平直部60相连，另一端与静片10的第一连接板相连，上极板连接部60的L字形结构的折弯处向上方突起。
如图1-4所示，所述动跑弧道3为折线形结构，其包括与动触头2配合的动跑弧道竖直部31以及动跑弧道倾斜部32，动跑弧道倾斜部32右端与动跑弧道竖直部31相连，左端与下极板4相连。
优选的，所述动跑弧道3为弧形结构，其上端与动触头2的动触桥下端配合，下端与下极板4相连。
优选的，如图1-4所示，本发明引弧与跑弧结构还包括与动跑弧道3上端相连的导电板30，导电板30和动跑弧道3整体成倒置的V字形结构导电板30上端与动跑弧道30相连，下端与双金属片相连，双金属片与动触头2配合。
优选的，所述灭弧室8包括相对设置的两块灭弧室支板，两块灭弧室支板之间设置多块间隔设置的灭弧栅片。
如图1所示方向，所述电磁脱扣机构设置在上极板6后侧与动触头2配合使用，电磁脱扣机构包括开口向上的U字形结构的轭铁9。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种引弧与跑弧结构，其特征在于：其包括与静触头(1)相连的静跑弧道(5)、与动触头(2)配合的动跑弧道(3)、与静跑弧道(5)配合的上极板(6)以及与动跑弧道(3)配合的下极板(4)，动跑弧道(3)下端与下极板(4)相连，上端与动触头(2)的末端配合，上极板(6)和下极板(4)平行设置且间距为d，静跑弧道(5)设置在上极板(6)和下极板(4)之间且与动跑弧道(3)相对设置，静跑弧道(5)一端与静触头(1)下端相连，另一端向上极板(6)的方向延伸，静跑弧道(5)包括凸向动跑弧道(3)且与静触头(1)相连的静跑弧道弧形部(51)；
所述动触头(2)在其最大开距处，由动触头(2)的末端向静跑弧道弧形部(51)引切线，切线与静跑弧道弧形部(51)相切于切点b，动触头(2)的末端与切点b的间距为r，以切点b为圆心且以r为半径作圆C0，圆C0与动跑弧道(3)相交于点e，点e与下极板(4)的垂直距离为d1，d1≤d/4。
2.根据权利要求1所述的引弧与跑弧结构，其特征在于：
所述动触头(2)一端枢转安装，另一端设置动触点，静触头(1)一端设置与动触点配合的静触点，动触头(2)转动带动动触点周向转动，使动触点与静触点闭合/断开；
所述静触头(1)的设有静触点的一端与静跑弧道弧形部(51)相连，动触头(2)打开至最大开距处时，动跑弧道(3)上端位于动触头(2)的末端下方与其相对配合，下端与下极板(4)折弯相连。
3.根据权利要求1或2所述的引弧与跑弧结构，其特征在于：
所述静跑弧道(5)包括静跑弧道直形部(50)和静跑弧道弧形部(51)，静跑弧道弧形部(51)一端与静触头(1)相连，另一端与静跑弧道直形部(50)相连，静跑弧道直形部(50)的自由端向上极板(6)的方向延伸。
4.根据权利要求1或2所述的引弧与跑弧结构，其特征在于：
所述动跑弧道(3)为折线形结构，包括动跑弧道竖直部(31)和动跑弧道倾斜部(32)，动跑弧道倾斜部(32)一端与动跑弧道竖直部(31)相连，另一端与下极板(4)相连，动跑弧道竖直部(31)的自由端与动触头(2)的末端配合；
或者，所述动跑弧道(3)为弧形结构。
5.根据权利要求4所述的引弧与跑弧结构，其特征在于：
还包括一端与动跑弧道(3)相连的导电板(30)，动跑弧道(3)和导电板(30)整体成倒置的V字形结构，导电板(30)另一端与双金属片相连。
6.根据权利要求2所述的引弧与跑弧结构，其特征在于：
所述静触头(1)包括静片(10)以及设置在静片(10)下端的静触点(11)，静片(10)成之字形结构，包括第一竖直板、与第一竖直板钝角相连的第一连接板以及与第一连接板钝角相连的第一触点板，第一竖直板与第一触点板平行设置，第一触点板上设有静触点；
所述动触头(2)包括触头支持、与触头支持相连的动触桥以及设置在动触桥下端的动触点，动触头(2)打开至最大开距处时，动触桥末端与动跑弧道(3)上端对应配合。
7.根据权利要求1所述的引弧与跑弧结构，其特征在于：
所述静跑弧道(5)和动跑弧道(3)配合形成一喇叭形的电弧通道，电弧通道的入口端与动触头(2)、静触头(1)配合，电弧通道的出口端与灭弧室(8)配合，灭弧室(8)设置在上极板(6)和下极板(4)之间。
8.根据权利要求7所述的引弧与跑弧结构，其特征在于：
所述灭弧室(8)包括相对设置的两个灭弧室支板，两个灭弧室支板之间设有多片间隔设置的灭弧栅片。
9.根据权利要求1所述的引弧与跑弧结构，其特征在于：
所述上极板(6)一侧设置与动触头(2)配合的电磁脱扣机构，电磁脱扣机构包括U字形的轭铁(9)。
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